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不同氮源掺杂石墨烯电极材料的制备及电化学性能
1
作者
郝亚玲
李春丽
+5 位作者
周楠
程佳豪
王佳瑞
霍蓉
王德龙
杨鹏
《化工进展》
北大核心
2025年第9期5150-5160,共11页
全钒液流电池(VRFB)作为一种电化学储能技术,因其资源自主可控、无交叉污染和不易受环境干扰等优点备受关注。优化VRFB的电极材料可以显著提高其能量效率和稳定性。本文以天冬氨酸、多巴胺、2-氨基吡啶和2-甲基咪唑(2-MI)作为不同结构...
全钒液流电池(VRFB)作为一种电化学储能技术,因其资源自主可控、无交叉污染和不易受环境干扰等优点备受关注。优化VRFB的电极材料可以显著提高其能量效率和稳定性。本文以天冬氨酸、多巴胺、2-氨基吡啶和2-甲基咪唑(2-MI)作为不同结构掺氮剂与石墨烯的衍生物氧化石墨烯(GO)表面的含氧官能团进行键合,采用水热法和冷冻干燥技术制备氮掺杂石墨烯气凝胶(NGA)。通过分析对比不同NGA的微观形貌、缺陷程度、物相组成及电化学性能,探究不同掺氮剂对NGA的氮含量、层间距、缺陷程度及电化学性能的影响。研究结果表明,掺氮剂选用五元杂环结构的2-MI制备NGA具有较高的氮含量(5.16%)、层间距(0.367nm)及ID/IG值(1.12),其不仅为V^(2+)/V^(3+)提供了储存场所,并且为V^(2+)/V^(3+)电对提供了更多的活性位点促进了电荷转移和离子传递。将2-MI-NGA涂覆在碳毡(CF)上作为VRFB的负极材料进行单电池充放电测试,在80mA/cm^(2)电流密度下,其过电位仅为CF的10%,有效降低了电池极化,同时2-MI-NGA@CF的放电容量相较CF电池增加了241mA·h。在200mA/cm^(2)电流密度下,2-MI-NGA@CF的能量效率相较于CF提高了16.8%,并且始终保持在63.5%左右稳定运行。该研究为高性能全钒液流电池电极材料的改性提供了新思路。
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关键词
不同结构含氮有机物
石墨烯基气凝胶
氮掺杂
全钒液流电池
电化学性能
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职称材料
题名
不同氮源掺杂石墨烯电极材料的制备及电化学性能
1
作者
郝亚玲
李春丽
周楠
程佳豪
王佳瑞
霍蓉
王德龙
杨鹏
机构
内蒙古工业大学资源与环境工程学院
环境污染控制与修复自治区高等学校重点实验室
出处
《化工进展》
北大核心
2025年第9期5150-5160,共11页
基金
内蒙古自然科学基金(2023LHMS05020)
自治区直属高校基本科研业务(JY20220042)。
文摘
全钒液流电池(VRFB)作为一种电化学储能技术,因其资源自主可控、无交叉污染和不易受环境干扰等优点备受关注。优化VRFB的电极材料可以显著提高其能量效率和稳定性。本文以天冬氨酸、多巴胺、2-氨基吡啶和2-甲基咪唑(2-MI)作为不同结构掺氮剂与石墨烯的衍生物氧化石墨烯(GO)表面的含氧官能团进行键合,采用水热法和冷冻干燥技术制备氮掺杂石墨烯气凝胶(NGA)。通过分析对比不同NGA的微观形貌、缺陷程度、物相组成及电化学性能,探究不同掺氮剂对NGA的氮含量、层间距、缺陷程度及电化学性能的影响。研究结果表明,掺氮剂选用五元杂环结构的2-MI制备NGA具有较高的氮含量(5.16%)、层间距(0.367nm)及ID/IG值(1.12),其不仅为V^(2+)/V^(3+)提供了储存场所,并且为V^(2+)/V^(3+)电对提供了更多的活性位点促进了电荷转移和离子传递。将2-MI-NGA涂覆在碳毡(CF)上作为VRFB的负极材料进行单电池充放电测试,在80mA/cm^(2)电流密度下,其过电位仅为CF的10%,有效降低了电池极化,同时2-MI-NGA@CF的放电容量相较CF电池增加了241mA·h。在200mA/cm^(2)电流密度下,2-MI-NGA@CF的能量效率相较于CF提高了16.8%,并且始终保持在63.5%左右稳定运行。该研究为高性能全钒液流电池电极材料的改性提供了新思路。
关键词
不同结构含氮有机物
石墨烯基气凝胶
氮掺杂
全钒液流电池
电化学性能
Keywords
nitrogen-containing organic compounds with different structures
graphene-based aerogel
nitrogen doping
vanadium redox flow battery
electrochemical performance
分类号
TQ23 [化学工程—有机化工]
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职称材料
题名
作者
出处
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1
不同氮源掺杂石墨烯电极材料的制备及电化学性能
郝亚玲
李春丽
周楠
程佳豪
王佳瑞
霍蓉
王德龙
杨鹏
《化工进展》
北大核心
2025
0
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职称材料
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